Dalam keseluruhan proses pembuatan kertas "pembuatan - pembuatan kertas - kemasan", penapis adalah peralatan utama yang menentukan prestasi gentian dan kualiti kertas. Melalui tindakan fizikal, kimia, atau gabungan mekanikal dan kimia, ia memotong, menfibrilasi, 帚化 (fibrilasi), dan menapis gentian pulpa, membolehkan gentian asalnya longgar membentuk daya ikatan yang lebih kuat, dan akhirnya memberikan kertas dengan prestasi teras seperti kekuatan, keseragaman dan penyerapan dakwat. Daripada kilang batu tradisional kepada peralatan pintar moden, lelaran teknologi penapisan sentiasa tertumpu pada tiga prinsip teras "kecekapan tinggi, ketepatan dan penjimatan tenaga", menjadi sokongan penting untuk menaik taraf industri pembuatan kertas.

I. Fungsi Teras dan Prinsip Kerja Penapis

Misi teras penapis adalah untuk "mengoptimumkan morfologi gentian", dan prinsip kerjanya boleh diringkaskan sebagai "pengubahsuaian gentian di bawah tindakan mekanikal":

• Prinsip Asas: Apabila pulpa melepasi antara cakera penapis (atau gulung), ia tertakluk kepada gabungan daya mekanikal seperti ricih, penyemperitan, dan menguli. Dinding sel gentian terkoyak untuk membentuk mikrofibril, dan permukaannya menghasilkan struktur fibrilasi yang padat. Pada masa yang sama, gentian yang terlalu panjang dipotong dengan sewajarnya, menjadikan pengagihan panjang gentian lebih selaras dengan keperluan pembuatan kertas.
• Fungsi Teras: Pertama, tingkatkan daya ikatan gentian untuk menjadikan kertas mempunyai kekuatan tegangan, kekuatan koyak dan kekuatan pecah yang mencukupi; kedua, meningkatkan keseragaman jalinan gentian untuk memastikan kesekataan dan kerataan kertas; ketiga, menyesuaikan diri dengan keperluan jenis kertas yang berbeza, seperti kertas budaya yang memerlukan gentian halus untuk meningkatkan kebolehcetakan, dan kertas pembungkusan yang memerlukan gentian tebal dan panjang untuk meningkatkan kekakuan.

II. Jenis Utama dan Ciri Teknikal Penapis

Mengikut reka bentuk struktur, kaedah kerja dan senario aplikasi, penapis biasa dalam industri pembuatan kertas terbahagi terutamanya kepada empat kategori berikut, masing-masing dengan fokus teknikal dan skop penggunaannya sendiri:

1. Penapis Cakera

• Ciri-ciri Struktur: Terdiri daripada cakera tetap (cakera pegun) dan cakera berputar (cakera berputar). Permukaan cakera diedarkan dengan zon pengisaran bentuk gigi yang berbeza (seperti bergerigi, trapezoid, lingkaran), dan keamatan penapisan dikawal dengan melaraskan jurang cakera.
• Kelebihan Teknikal: Kecekapan penapisan tinggi, pengubahsuaian gentian seragam. Ia boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai pulpa (pulpa kayu, pulpa jerami, pulpa kertas sisa) dengan menggantikan bentuk gigi cakera, menjadikannya peralatan penapisan yang paling banyak digunakan meliputi kertas budaya, kertas pembungkus, kertas tandas dan jenis kertas lain.
• Subjenis: Penapis cakera tunggal (bertindak pada satu sisi cakera), penapisan dua cakera (bertindak pada kedua-dua belah cakera secara serentak), penapis tiga cakera (cakera pegun tengah + cakera berputar dua sisi, kecekapan yang lebih tinggi).

2. Penapis kon

• Ciri-ciri Struktur: Mengguna pakai gabungan pemegun kon dan pemutar. Pulpa memajukan secara berpilin di sepanjang celah kon, tertakluk kepada ricih dan penyemperitan berterusan. Keamatan penapisan boleh dikawal dengan tepat dengan melaraskan jurang kon.
• Kelebihan Teknikal: Kurang pemotongan gentian, kesan fibrilasi yang baik, sesuai untuk jenis kertas yang memerlukan pengekalan panjang gentian tinggi (seperti kertas kraf, papan pelapik). Ia juga mempunyai kestabilan operasi yang kukuh dan penggunaan tenaga yang rendah, biasanya digunakan untuk penapisan sekunder pulpa kertas buangan atau pemprosesan halus pulpa gred tinggi.

3. Penapis Silinder

• Ciri-ciri Struktur: Terdiri daripada gulungan pengisar silinder dan plat pengisar berbentuk arka. Permukaan gulungan pengisar dilengkapi dengan gigi pengisaran melintang atau lingkaran. Putaran gulungan pengisar memacu aliran pulpa dan melengkapkan proses penapisan.
• Kelebihan Teknikal: Toleransi tinggi terhadap kekotoran (seperti butiran pasir, serpihan plastik) dalam pulpa, tidak mudah tersumbat. Sesuai untuk pengisaran kasar pulpa kertas buangan atau prarawatan bahan mentah gentian kasar seperti pulpa jerami, selalunya digunakan dalam proses penapisan bahagian hadapan barisan pengeluaran pulpa.

4. Penapis Ketekalan Tinggi

• Ciri-ciri Struktur: Sesuai untuk persekitaran pulpa ketekalan tinggi (15%-40%). Ia menggunakan peranti penyusuan khas (seperti penyuap skru) untuk memastikan kemasukan pulpa seragam ke dalam zon pengisaran. Bentuk gigi cakera kebanyakannya bergigi lebar dan reka bentuk jarak yang besar untuk meningkatkan kesan menguli gentian.
• Kelebihan Teknikal: Ijazah fibrilasi gentian tinggi, daya ikatan yang kuat, yang boleh meningkatkan kekuatan kertas dengan ketara. Dalam persekitaran ketekalan tinggi, pemotongan gentian adalah kurang dan penggunaan tenaga adalah rendah. Ia sesuai untuk penapisan halus jenis kertas gred tinggi (seperti kertas bersalut, kertas khusus) atau pemprosesan pulpa yang memerlukan ikatan gentian berkekuatan tinggi.

III. Parameter Teknikal Utama dan Prinsip Pemilihan Penapis

1. Parameter Teknikal Teras

• Penapisan Konsisten: Terbahagi kepada konsistensi rendah (≤8%), konsistensi sederhana (8%-15%), dan konsistensi tinggi (≥15%). Ketekalan secara langsung mempengaruhi kecekapan penapisan dan morfologi gentian, seperti penapisan ketekalan tinggi yang memfokuskan pada fibrilasi dan penapisan ketekalan rendah yang memfokuskan pada pemotongan.
• Jurang Cakera: Parameter utama yang menentukan keamatan penapisan. Semakin kecil jurang, semakin tinggi keamatan penapisan. Ia perlu dilaraskan secara dinamik mengikut keperluan jenis kertas dan ciri pulpa (biasanya dikawal pada 0.1-1.0mm).
• Bentuk Gigi Cakera dan Lebar Gigi: Bentuk gigi mempengaruhi cara gentian ditekankan (bentuk gigi jenis ricih sesuai untuk memotong, bentuk gigi jenis menguli sesuai untuk fibrilasi). Lebar gigi menentukan kawasan sentuhan zon pengisaran, yang perlu sepadan dengan jenis pulpa dan sasaran penapisan.
• Kuasa Motor dan Kelajuan Putaran: Kuasa menentukan kapasiti penapisan (biasanya 55-1000kW), dan kelajuan putaran mempengaruhi kelajuan linear cakera (biasanya 1500-3000r/min). Kelajuan linear yang lebih tinggi bermakna daya ricih yang lebih kuat, sesuai untuk keperluan penapisan intensiti tinggi.
• Kapasiti: Dipilih mengikut skala barisan pengeluaran. Kapasiti peralatan tunggal biasanya 5-100t/d, dan barisan pengeluaran berskala besar boleh menggunakan siri berbilang unit atau konfigurasi selari.

2. Prinsip Pemilihan Teras

• Sesuaikan dengan Keperluan Jenis Kertas: Untuk kertas pembungkusan berkekuatan tinggi, keutamaan diberikan kepada penapis konsisten tinggi atau penapis kon; untuk kertas budaya halus, penapis dua cakera atau penapis tiga cakera boleh dipilih; untuk pemprosesan pulpa kertas buangan, penapis silinder atau penapis cakera kalis kotoran lebih disukai.
• Ciri Pulpa Padan: Pulpa kayu mempunyai gentian yang panjang, jadi fokus pada fibrilasi, dan penapis konsisten tinggi atau penapis kon adalah pilihan; pulpa jerami mempunyai gentian pendek, jadi tahap pemotongan perlu dikawal, dan penapis cakera konsisten rendah adalah pilihan; pulpa kertas sisa mengandungi banyak kekotoran, jadi peralatan tahan tersumbat harus dipilih.
• Kecekapan Imbangan dan Penggunaan Tenaga: Digabungkan dengan keperluan kapasiti barisan pengeluaran, pilih peralatan dengan penggunaan tenaga unit yang rendah dan kecekapan penapisan yang tinggi. Sebagai contoh, barisan pengeluaran berskala besar boleh menggunakan penapis tiga cakera, dan barisan pengeluaran kecil dan sederhana boleh menggunakan penapis cakera tunggal atau penapis dua cakera.
• Pertimbangkan Kebolehsuaian Pintar: Penapis moden kebanyakannya dilengkapi dengan sistem kawalan PLC, yang boleh merealisasikan pemantauan masa nyata proses penapisan (seperti panjang gentian, konsistensi pulpa, status haus cakera) dan kawalan gelung tertutup automatik. Apabila memilih, adalah perlu untuk menggabungkan tahap kecerdasan barisan pengeluaran dan memberi keutamaan kepada peralatan yang boleh dirangkaikan dan mudah diselenggara.

IV. Trend Perkembangan Teknologi Penapis

Dengan transformasi industri pembuatan kertas ke arah "hijau rendah karbon, kecerdasan kecekapan tinggi dan berkualiti tinggi", teknologi penapisan membentangkan tiga arah pembangunan utama:

• Peningkatan Pintar: Mengintegrasikan penderia, Internet Perkara dan teknologi AI untuk merealisasikan pemantauan masa nyata proses penapisan dan kawalan gelung tertutup automatik, meningkatkan ketepatan dan kestabilan penapisan.
• Peningkatan Penjimatan Tenaga: Optimumkan reka bentuk struktur cakera (seperti bentuk gigi bionik), mengguna pakai motor berkecekapan tinggi dan teknologi peraturan kelajuan penukaran frekuensi untuk mengurangkan penggunaan tenaga penapisan unit. Beberapa penapis jenis baharu mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 15%-30% berbanding dengan peralatan tradisional.
• Integrasi Pelbagai fungsi: Membangunkan peralatan “penapisan – penapisan – penulenan” bersepadu untuk mengurangkan proses pengeluaran dan ruang lantai peralatan; menyasarkan keperluan kertas khusus, membangunkan penapis khas (seperti penapisan gentian ultra-halus, penapis khas pulpa bio-mekanikal) untuk mengembangkan senario aplikasi.

Sebagai "pembentuk teras" pengeluaran pembuatan kertas, tahap teknikal penapisan secara langsung berkaitan dengan kualiti kertas, kecekapan pengeluaran dan faedah alam sekitar. Dalam konteks industri pembuatan kertas yang mengejar pembangunan berkualiti tinggi, memilih jenis penapis yang sesuai, mengoptimumkan parameter teknikal utama, dan mengikuti trend pembangunan kecerdasan dan pemuliharaan tenaga akan menjadi jaminan penting bagi perusahaan untuk meningkatkan daya saing teras mereka.